谭暑生教授的科学探索之路

谭暑生教授的科学探索之路

黄友直

爱因斯坦1905年创立的狭义相对论，作为现代物理学的基础，统治物理学百余年，爱因斯坦本人也因此成为二十世纪人类最高智慧的象征。但是，科学总是要向前发展的，不会永远停留在一个水平上。随着人类对自然界认识的不断深化，实验检验和理论思维总是要揭露原有理论的困难和缺陷，为新理论的孕育和发展开辟道路。20世纪六十年代以来，越来越多的学者对相对论提出了质疑。国防科技大学谭暑生教授经过20多年的潜心研究，终于创立了标准时空论，为物理学的创新与发展做出了重大贡献。他的专著《从狭义相对论到标准时空论》2008年成功入选全国“三个一百”原创图书出版工程。谭暑生教授的科学探索历程为科学技术创新者树立了优秀的榜样。

谭暑生出生在一个贫苦农民的家庭。母亲是文盲，但她非常懂得文化的重要性，督促和支持儿子从小发愤读书。父亲是一位勤劳、善良、忠厚的农民，为人正直、实在，做事认真、执着。他的优良品质影响了谭暑生的一生。

谭暑生从小学到中学毕业的学业成绩几乎期期排名第一。大学成绩出类拔萃，名列前茅。他从中学开始，不仅用心学习正课，也阅读了许多有关学习方法、健康卫生的书籍，更有甚者，特别喜欢阅读人物传记和哲学著作。当时能够找到的著名科学家和政治家等人物传记，他都会如饥似渴地阅读。十五、六岁开始读哲学著作，进入抽象思维的领域。当时，卫星和原子弹是一个国家强大的显著标志，物理学的成就给全世界带来了革命性的变化，在大力提倡中国人应当对人类有所贡献的年代，他选择物理学专业，希望发现以中国人名字命名的物理学理论、方程或定律。

大学四年，是刻苦求学的年代。直至毕业，谭暑生从未踏进过任何一个公园的大门。在毕业之后的文化大革命十年间，他系统地复习加深或攻读了从解析几何、高等代数、数学分析开始的15门以上数学课程和普通物理学、理论物理学的各门课程，并做完了书后的几乎全部习题。这为他以后开展科学研究打下了坚实的理论基础。

谭暑生大学毕业后，先后在西安仪表厂、上海光学精密机械研究所等诸多单位从事技术工作。技术工作使他接触实际，理解实践，加深了对物理学的理解，训练了相应的动手能力。1973年调入国防科学技术大学，主要从事激光技术研究和物理教学工作。1984年任激光技术教研室主任。业余时间他阅读了哲学、自然辩证法、心理学、逻辑学等书籍，发表了近十篇哲学和自然辩证法论文。

谭暑生1979年开始酝酿标准时空论，完成于1983年，当年9月2日投稿给国防科学技术大学学报编辑部，在该刊1984年第1期上发表。1992年出版了专著。2007年12月湖南省科学技术出版社了出版他撰写的“从狭义相对论到标准时空论”一书，约57万字。

创立标准时空论是现代物理学发展形势使然。谭暑生在读大学时就对相对论产生了浓厚的兴趣，大学毕业后，他深入研究狭义相对论，不仅能够从爱因斯坦的两个假设出发从数学上导出相对论的整个理论框架，而且可以直接从这两个假设（特别是其中的光速不变性原理）出发，给它的理论结果以合乎逻辑的解释论证和理论说明。20世纪六十年代后，现代物理学的发展出现了许多令人不安的事件，对狭义相对论的两个假设和它最重要的推论即光速极限性原理提出了挑战。例如，最新一期《科学美国人》（2009年第4期）发表题为“爱因斯坦错了”的长文，指出从20世纪七十年代开始的贝尔不等式的实验检验表明，世界是非定域的，它对狭义相对论构成了严重威胁，甚至撼动了整个物理学的基石。狭义相对论面临的疑难和挑战说明了探索和建立新时空理论的必要性。

谭暑生创立的标准时空论是一项原创性的理论成果，它逻辑严谨、数学推导正确、物理意义清晰、符合当前所有实验。标准时空论是将洛伦兹以太论完善化、系统化，以绝对参考系原理和回路平均光速不变原理为基本假设所建立的一个自洽、严谨的逻辑体系。绝对参考系原理和回路平均光速不变原理是许多物理学家早已提出的建议。推广的伽利略变换早先也由几位作者提出过。由这两个基本假设出发严格地导出推广的伽利略变换，并建立整个标准时空论（包括标准时空论电动力学）的理论体系，则是谭暑生的贡献。

标准时空论在基本假设的合理性、逻辑简单性和逻辑自洽性上胜于狭义相对论。标准时空论能够解释狭义相对论所能解释的所有的经验事实，也能够解释狭义相对论所不能解释的诸如宇宙背景辐射，超光速实验现象，检验贝尔不等式的远距关联实验和单极磁感应实验等实验事实。与狭义相对论不同，而与量子力学一致，标准时空论得到同时性的绝对性，它允许超光速运动存在而不违背因果律。标准时空论给出了亚光速运动和超光速运动的统一描述。狭义相对论是标准时空论在某种情况下的近似。标准时空论预见了一些迄今没有预料的新的经验事实，等待着这些实验的检验和证实。这样的新理论肯定代表着人类认识自然的一个进步。

标准时空论发表之后，著名科学家钱学森、原中国工程院院长宋健，国际著名物理学家德•埃斯帕纳、贝尔，以及国内许多知名院士、教授都给标准时空论以高度的评价。

白铭复教授认为，标准时空论是有别于牛顿的绝对时空观和爱因斯坦的相对论时空观的一种新的可能的目前物理学所允许的时空理论。法国理论物理学权威、著名物理学家德•埃斯帕纳给作者的信中写道：“你有很好的观点，你完全独立地证明了，实验事实(包括闭合光路实验)并非一定需要通常的狭义相对论，它们也与一个意义上与狭义相对论很不相同的概念相一致。这一点，我以前是不知道的，与我讨论过这方面课题的物理学家中也几乎没有人知晓这个事实。”

著名科学家钱学森早在1984年春节，看了谭暑生的论文，便向一位院士（当时为国防科技大学教授）说：“科大真有人才！”他写信指出“标准时空论成立”。从那时开始的十多年间，他先后亲自给谭暑生写了三十多封信，先后三次接见他，并多次向国防科技大学校长和政委提出建议，要学校支持谭暑生的工作。他给作者提出建议，推荐其论文到刊物上发表。他对作者“致力于理论工作表示敬意”，鼓励作者“什么也不怕，胜利总要到来！”“中国的事总是一步一步向前发展的，明年一定会比今年好！”“请相信日子会好起来！”

中国科学院院士、中国工程院院士、原国务委员兼国家科委主任、全国政协副主席、中国工程院院长宋健极为关注《从狭义相对论到标准时空论》的出版，并为该书写了序言。宋健在序言中指出：“谭暑生教授沥20多年的心血，创立标准时空论。作为一个自洽的新体系，它继承和综合了牛顿力学和爱因斯坦狭义相对论的基本思想和成就，蕴涵了已知，又有创新，廓清了原有的悖论，开拓了新的视野，对物理学的发展具有重要意义。”

中国科学院院士、全国人大教科文卫委员会副主任程津培2009年1月14日给谭暑生的信中写道：“我能通过您的书学习了解到近代物理学这项重大理论创新成果。我对您甘坐冷板凳，敢于挑战权威，几十年如一日地艰苦探索表示由衷的敬佩。中国太需要您这样毕生将追求真理为已任的科学家了！也对您所取得的科学成就表示衷心的祝贺。” “一个具有本质性的原创理论的确立和被接受，可能需要漫长的过程，几十年甚至更长。真正的科学家有这个耐心，您几十年的理论追求也已充分证明了您的这种优秀特质，极为难得和弥足珍贵。但我相信我们都应该能够等到这一天。”

谭暑生在科学探索之路上取得了令人瞩目的重大成果。这一成果是他数十年心血的结晶，也是老一辈科学家栽培与支持的结果。他对自己创立的标准时空论充满着自信。他乐观地表示，不论社会怎么评价，他依然会愉快地面对生活和人生，追求科学的脚步永远不会停息。